農業生態系で生育する雑草は、ほとんどが一年草です。 作物の競争に加えて、雑草の個体群は、それらを根絶することを目的とした強力な人為的撹乱にさらされています。 これらの乱れは、作物の播種の前後に適用される農業慣行に分けることができます。 土壌栽培や非作物選択的除草剤の散布などの種まき前の慣行は、初期に発芽した雑草の実生を排除します。 従来の農業では、播種後の慣行は基本的に、作物の後に発芽した雑草の実生を除去する作物選択的除草剤の適用で構成されています。 農業慣行によって加えられる選択的圧力は、雑草個体群の適応形質の進化を促進します。 適切な発芽のタイミングにより、苗木は播種前の慣行を回避し、成長に最適な条件の下で出現することができるため、発芽は適応において重要な役割を果たします。 除草剤の影響に耐える能力、すなわち除草剤耐性は、もうXNUMXつの主要な適応形質です。 どちらの形質も、農業生態系における雑草の成功にとって重要です。
最近の Annals of Botany イネ科雑草における種子の発芽ダイナミクスと実生の出現に対する除草剤耐性対立遺伝子の影響を調べる アロペクルス・ミオスロイデス ハズ。 （黒草）。 結果は、異なる対立遺伝子に直接関連する多面的効果が対立遺伝子によって大きく異なり、環境によっても異なる可能性があることを示しています。 興味深いことに、そのような結果は植物に固有のものではありません。 蚊に同じ適応（殺虫剤耐性）を付与するXNUMXつの突然変異対立遺伝子の冬の生存に対する有害な影響 キュレックスピピエンス 対立遺伝子と酵母で異なることが示されています サッカロマイセス·セレビシエ（Saccharomyces cerevisiae）、殺菌剤耐性を付与するいくつかの変異対立遺伝子の多面的効果は、いくつかの遺伝子のそれぞれについて個別に研究されました。 したがって、耐性対立遺伝子および環境に関連する多面的効果の変動は、一般的な規則である可能性があります。
Délye, C.、Menchari, Y.、Michel, S.、Cadet, É.、& Le Corre, V. (2013) 耕作可能な雑草の適応進化に関する新たな洞察: 除草剤耐性を与える突然変異は、発芽動態と苗の出現にも影響を与えます。 Annals of Botany 111(4): 681-691。 土井: 10.1093/aob/mct018
耕作可能な雑草の個体群に農業によって加えられる選択的圧力は、適応形質の進化を促進します。 発芽と出現のダイナミクスと除草剤耐性は、重要な適応形質です。 除草剤耐性対立遺伝子は、雑草のライフサイクルに多面的な影響を与える可能性があります。 この研究では、イネ科雑草の生活環の種子から植物への部分に除草剤耐性を付与する XNUMX つのアセチル-コエンザイム A カルボキシラーゼ (ACCase) 対立遺伝子の多面的効果を調査しました。 アロペクルス・ミオスロイデス. 1781 つの一連の実験のそれぞれで、均質化された遺伝的背景を持ち、独立して発生した Leu2041、Asn2078、または Gly2041 ACCase 変異を分離する A. myosuroides 集団を使用して、発芽ダイナミクス、土壌での生存、および野生を含む種子間の苗の発芽前の成長を比較しました。型、ヘテロ接合体およびホモ接合体変異ACCase胚。 Asn2078 ACCase は有意な影響を引き起こしませんでした。 Gly1 ACCase の主な効果は、種子の発芽における共優性の加速でした (ホモ接合体およびヘテロ接合体の突然変異胚で、25% 発芽 (T1) に達するまでの時間 (T10) がそれぞれ 50 倍および 50 倍減少)。 一連の実験では、ホモ接合変異体胚に対する分離のゆがみまたは致命的な発芽の共優性増加が観察されました。 Leu1781 ACCase の主な影響は、共優性の種子発芽の遅延 (ホモ接合体およびヘテロ接合体変異胚の T1 のそれぞれ 41 倍および 1 倍の増加) であり、共優性の致死的発芽の大幅な減少に関連していました。 現在の農業システムでは、Leu22 または Gly50 ACCase を保有する植物は、植物フェノロジーに対する直接的な多面的効果によって、それぞれ強化または相殺される除草剤耐性によって与えられる適応度の利点を持っています。 除草剤耐性を付与する突然変異に関連する多面的効果は、間違いなく、雑草個体群における除草剤耐性の進化のダイナミクスにおいて重要な役割を果たします。 突然変異ACCase対立遺伝子は、種子の休眠と発芽の制御において種子貯蔵脂質が果たす役割を調査するのにも役立つはずです。
